用于纯化溶剂的系统及方法技术方案

本公开关于一种纯化溶剂的方法及系统。该经纯化的溶剂可用于在多步骤半导体制造方法中来清洁半导体基板。中来清洁半导体基板。中来清洁半导体基板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于纯化溶剂的系统及方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请主张2020年1月16日提出的美国临时专利申请序号62/961,860的优先权，其内容通过引用整体并入本文中。


[0003]本公开涉及一种用于纯化溶剂(例如，有机溶剂)的系统及方法。特别是，本公开涉及一种可用于获得具有非常低量的金属杂质的有机溶剂的系统及方法。

技术介绍

[0004]由于器件尺寸的不断缩小，半导体工业已实现电子器件的集成密度的快速改进。最终，在给定区域中可以集成更多较小的器件。这些改进主要是由于新精确度及高分辨率处理技术的发展。
[0005]在高分辨率的集成电路(IC)的制造期间，各种处理液体将与裸晶圆或涂膜晶圆接触。例如，精细金属互连的制造通常包括在使用复合液体来涂覆基底材料以形成光刻胶膜前，使用预润湿液体来涂覆该基底材料的程序。这些包括专有成分及各种添加剂的处理液体已知是IC晶圆的污染物来源。
[0006]据信，即使痕量污染物混入这些化学液体诸如晶圆预润湿液体或显影剂溶液中，所产生的电路图案也可能具有缺陷。已知非常低程度如低至1.0ppt的金属杂质的存在也可能干扰半导体器件的性能及稳定性。取决于金属污染物的种类，氧化物性质可恶化、可形成不准确的图案、可损害半导体电路的电性能，这最终将不利地影响制造良率。
[0007]在制造化学液体的各个阶段，诸如金属杂质、细微粒子、有机杂质、水分等杂质的污染可能不经意地引入到该化学液体中。示例包括存在于原料中的杂质、或者当制造该化学液体时所产生的副产物或未反应的残留反应物、或者从制造装置的表面或从在运送、储存或反应时所使用的容器设备、反应器皿等溶析(elude)或提取的异物。因此，从用于制造高精确度及超精细半导体电子电路的这些化学液体中减少或移除不溶及可溶的污染物是制造无缺陷IC的基本保证。
[0008]在这方面上，当务之急的是明显改进及严格控制化学液体制造方法及系统的标准及质量来形成高纯度化学液体，这在超精细及非常精确的半导体电子电路的制造上不可或缺。

技术实现思路

[0009]因此，为了形成高精确度的集成电路，对超纯化学液体的需求以及这些液体的质量改进和控制变得非常关键。针对质量改进和控制的特定关键参数可以包括：液体及晶圆上金属的减少、液体及晶圆上粒子计数的减少、晶圆上缺陷的减少及有机污染物的减少。
[0010]鉴于上述内容，本公开特别提供一种纯化系统及使用该纯化系统来纯化溶剂(例如，有机溶剂)而制备用于半导体制造的目标溶剂的方法，其中，超纯溶剂是在该溶剂中的
金属杂质的量被控制在预定范围内且没有产生或引入未知及不想要的物质的情况下制造的。因此，剩余物及/或粒子缺陷的发生被抑制且半导体晶圆的良率被提高。此外，专利技术人意外地发现，使用包括带正电荷的离子交换树脂的阴离子交换过滤器与包括带负电荷的离子交换树脂的阳离子交换过滤器来纯化溶剂，可产生具有相对较低量的金属杂质(例如，包括Cu、Fe、Cr、K、Ni及Zn的金属杂质)的经纯化的溶剂。
[0011]在一个方面，本公开的特征在于一种纯化有机溶剂的方法，该方法包括使该有机溶剂通过第一及第二过滤器单元以获得经纯化的有机溶剂。该第一过滤器单元包括第一壳体及在该第一壳体中的至少一个第一过滤器，该第一过滤器包括包含带正电荷的离子交换树脂的过滤介质。该第二过滤器单元包括第二壳体及在该第二壳体中的至少一个第二过滤器，该至少一个第二过滤器包括包含带负电荷的离子交换树脂的过滤介质。
[0012]在另一个方面，本公开的特征在于一种包括彼此呈流体连通的第一及第二过滤器单元的系统。该第一过滤器单元包括第一壳体及在该第一壳体中的至少一个第一过滤器，该第一过滤器包括包含带正电荷的离子交换树脂的过滤介质。该第二过滤器单元包括第二壳体及在该第二壳体中的至少一个第二过滤器，该至少一个第二过滤器包括包含带负电荷的离子交换树脂的过滤介质。
[0013]实例可包括下列特征中的一个或多个。
[0014]在某些实例中，该第一或第二过滤器中的过滤介质包括聚酰胺(例如，尼龙)、聚烯烃(例如，高密度聚乙烯)、含氟聚合物(例如，聚四氟乙烯)或其共聚物。
[0015]在某些实例中，该第一过滤器中的过滤介质包括聚酰胺(例如，尼龙)。在某些实例中，该第一过滤器中的过滤介质包括季铵基团。
[0016]在某些实例中，该第二过滤器中的过滤介质包括高密度聚乙烯。在某些实例中，该第二过滤器中的过滤介质包括磺酸盐基团。
[0017]在某些实例中，该第一过滤器单元包括1至20个第一过滤器，该第二过滤器单元包括1至20个第二过滤器。
[0018]在某些实例中，使该有机溶剂通过该第一或第二过滤器单元在至多约80℉的温度下进行。在某些实例中，该方法进一步包括使该有机溶剂通过至少一个热交换器以将该有机溶剂的温度维持在至多约80℉。在某些实例中，该至少一个热交换器设置在该第一及第二过滤器单元的上游、在该第一与第二过滤器单元之间或在该第一及第二过滤器单元的下游。
[0019]在某些实例中，该方法进一步包括使该有机溶剂通过至少一个粒子移除过滤器单元，其中，该至少一个粒子移除过滤器单元设置在该第一及第二过滤器单元的上游、在该第一与第二过滤器单元之间或在该第一及第二过滤器单元的下游。在某些实例中，该方法进一步包括将该经纯化的溶剂移动至包装站。
[0020]在某些实例中，该有机溶剂包括环己酮、乳酸乙酯、醋酸正丁酯、丙二醇单甲基醚、醋酸丙二醇单甲基醚酯、4
‑
甲基
‑2‑
戊醇或碳酸丙烯酯。
[0021]在某些实例中，该有机溶剂包括包含选自于由下列所组成的群组的金属的金属杂质：碱金属、碱土金属、主族金属、过渡金属及镧系金属。在某些实例中，该金属杂质包含选自于由Cu、Fe、Cr、K、Ni及Zn所组成的群组的金属。
[0022]在某些实例中，该经纯化的有机溶剂包括占该经纯化的有机溶剂的至多约15ppt
的量的金属杂质。
附图说明
[0023]图1是示出根据本公开的某些实例的在纯化有机溶剂的方法中所采用的纯化系统的示例的示意图。
具体实施方式
[0024]如在本文中所定义，除非另有提到，否则所表示出的全部百分比应该理解为相对于组合物的总重量的重量百分比。除非另有提到，否则环境温度定义为约16至约27℃。除非另有提到，否则在本文中所提到的术语“溶剂”指单一溶剂或两种或更多种(例如，三或四种)溶剂的组合。在本公开中，“ppm”意谓着“百万分之
…”
、“ppb”意谓着“十亿分之
…”
及“ppt”意谓着“兆分之
…”
。
[0025]通常来说，本公开的特征在于一种用于纯化溶剂(例如，有机溶剂)的系统及方法。在本文中所提到的溶剂可用作晶圆处理溶液(诸如，预润湿液体、显影剂溶液、冲洗液、清洁溶液或剥离溶液)、或在半导体制造方法中所使用的半导体材料的溶剂。
[0026]在进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种从有机溶剂移除金属杂质的方法，包含：使所述有机溶剂通过第一过滤器单元及第二过滤器单元，以获得经纯化的有机溶剂；其中，所述第一过滤器单元包含第一壳体及在所述第一壳体中的至少一个第一过滤器，且所述第一过滤器包括包含带正电荷的离子交换树脂的过滤介质；以及所述第二过滤器单元包含第二壳体及在所述第二壳体中的至少一个第二过滤器，且所述第二过滤器包括包含带负电荷的离子交换树脂的过滤介质。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一过滤器中的所述过滤介质或所述第二过滤器中的所述过滤介质包含聚酰胺、聚烯烃、含氟聚合物或其共聚物。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一过滤器中的所述过滤介质包含聚酰胺。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述第一过滤器中的所述过滤介质包含尼龙。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一过滤器中的所述过滤介质包含季铵基团。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二过滤器中的所述过滤介质包含高密度聚乙烯。7.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二过滤器中的所述过滤介质包含磺酸盐基团。8.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一过滤器中的所述过滤介质或所述第二过滤器中的所述过滤介质包含聚四氟乙烯。9.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一过滤器单元包含1至20个第一过滤器，所述第二过滤器单元包含1至20个第二过滤器。10.如权利要求1所述的方法，其中，使所述有机溶剂通过所述第一过滤器单元或所述第二过滤器单元在至多约80℉的温度下进行。11.如权利要求1所述的方法，还包括使所述有机溶剂通过至少一个热交换器以将所述有机溶剂的温度维持在至多约80℉。12.如权利要求1所述的方法，还包括使所述有机溶剂通过至少一个粒子移除过滤器单元，其中，所述至少一个粒子移除过滤器单元设置在所述第一过滤器单元及所述第二过滤器单元的上游、在所述第一过滤器单元与所述第二过滤器单元之间、或在所述第一过滤器单元及所述第二过滤器单元的下游。13.如权利要求1所述的方法，还包括将所述经纯化的溶剂移动至包装站。14.如权利要求1所述的方法，其中，所述有机溶剂包含环己酮、乳酸乙酯、醋酸正丁酯、丙二醇单甲基醚、醋酸丙二醇单甲基醚酯、4
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甲基
‑2‑
戊醇或碳酸丙烯酯。15.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩吉曼，
申请(专利权)人：富士胶片电子材料美国有限公司，
类型：发明
国别省市：